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1、1 绪论1.1能源发展与光伏发电当今世界，能源是社会发展的基础，世界各国的快速发展都离不开各种能源的基础支持。然而，由于传统能源，诸如煤、石油、天然气等能源的有限性以及使用的无节制，世界各国即将面临能源供应不足的问题，导致传统的能源已经不能够支持目前经济的持续性发展。另一方面，世界各国的工业化却呈现出加速发展的趋势，这表明能源的消耗量将会继续增加，更加加剧全球能源的消耗速度。此外，随着这些传统能源的使用，各种各样的生态破坏、环境污染问题紧随而来。可以看出，能源的不足与能源的需求过大，以及生态环境的影响这三方面的矛盾严重制约着世界各国的经济发展。因而，寻找新的能源，新的出路已然称为当下解决经济发
2、展问题的重要途径之一。在这样的背景与压力下，世界各国更是做出了深入的研究，其中光伏发电，风力发电，生物质能发电等新能源发电技术应运而生，一定程度下缓和了能源不足的问题。而其中太阳能光伏发电方式更是凭借其巨大的优势赢得了世界各国的青睐。光伏发电具有重要的环境能源和经济效益，是最适宜的绿色能源之一，已成为全球关注的焦点，也注重发展技术产业。太阳能资源非常丰富，分布非常广泛，使用方便。因此，必须解决中国化石能源短缺和空气污染的双重问题。如果想要进一步的发展这一块的能源行业的话，必须得进一步建立一个新型而且可靠的结构框架来进行发展，开发一个友好的体系。就目前的发展环境来说，我们已经可以对太阳能这个自然
3、形式的能源采集已经做到了随时随地，并且太阳能是可再生能源作为新兴发电的光伏发电，包括独立光伏发电和并网光伏发电，以及并网光伏发电可以分为分布式光伏和集中并网光伏。作为微网系统，在光伏发电系统中上运用一个分布式的架构来进行对每个系统的连接，这样在实施起来的效率可以得到很大的支持，并且在一定的规模上也得到了很多的实现功能。同时还有一个显著性的优点就是光伏发电技术可以灵活的使用起来而且可以大规模的运行，现在一个趋势就是运用在大型系统里面，主要通过在连接过程时候我们不需要再补充一个存储的链路，只需要直接的将其中的逆变变压器进行相连，进而得到一个电池，同时进入公网进行电源配电，现在的发展趋势已经逐渐往全
4、球化的发展，并且这种技术已经开始在世界各国的产业中进行了光伏发电，政府支持其大而灵活的优势，如今光伏的主流模式，已成为世界上最有前途的新型清洁能源利用技术。1.2 分布式光伏发电及与大电网并列运行概述 对于太阳能来说，我们都不会对其陌生，它是一个可再生的自然能源，并且我们在对其运用在光伏上面的时候，由其本身的效率来决定。所以可以得知，发展的过程由太阳能的采集效率上的提高相关。目前的一个发展模式就是采用分布式架构的模块来进行的。分布式光伏发电，我们可以对它进行这样的一个定义就是分散式的供能系统，就是相当与在供能系统中受到距离影响的用户也可以在公共供能系统中受到供应，可以有一种自给自足的方式来进行
5、供能。这样同时提高了供电的效率也减少了能源在不必要上的浪费，目前这种的方式已经得到了世界不同的国家领导层的认可，并且还是大力的在这方面进行投资发展，分布式光伏发电凭借以下等优点得到了越来越广泛的使用：（1） 分布式的发电模式都是各自的独立运行，没有其他的干扰，这样可以保证系统的稳定性能，同时也在安全措施上有一定的好处，万一在发生了紧急情况下的时候，还能保持系统的运作。（2） 分布式光伏发电可以对固定范围内对的电能质量进行实时监控，对于郊区、农村，或者中等城市来说是一个有利的消息，而且还减少了环保压力；（3） 分布式光伏发电系统的输、配电线路损耗较少，可减少输配电线路各项成本。（4） 日益成为发
6、电环节的强大支撑，因其可实时监控区域电力质量、线路设备性能等特点，可成为二、三线城市等重要供电电源。（5） 分布式光伏发电系统的建设时间短，灵活性较高，而且可以根据负荷的增加或者较少来添加或减少太阳能方阵的数量，这一定程度上节省成本。这些优点使得分布式光伏发电不存在较高的操作难度和危险性，安全性得到了保障，为广泛推广提供了现实的可行性。该系统的结构框架图如图1-1所示，主要的组成部分就是由电网和变压器组件进行构成的。通过进行光照的笑过之后，可以能够通过系统进行光电转换，将转换后移植到逆变电压器上，再进行转换成直流电源，达到一个并行的功能结果。图1-1分布式光伏并网发电系统并且现在国家的一项政策
7、就是已经开始对系统建设进行补贴：价格补贴为0.42元/千瓦时，补贴的时间为20年。1.3 分布式光伏并网发电系统控制技术的研究现状图1-2分布式光伏并网系统总体框架分布式光伏并网技术的核心在于光伏并网逆变器，其整体框架如图1-2所示。太阳能光伏阵列通过光伏效应的直流输入进行阻抗的调节结果，最大的功率模块会追踪在一个最高的功率点上面，在交流电转化为直流电的上面主要是由交换开关所进行决定的， 滤波器的功能是将产生的逆变电流进行滤波操作，并且最终产生具有电网同相电流，以实现电网保障配电网的安全性和可靠性。综合各方面来说，分布式光伏发电系统实现并网必须解决并网安全控制，并网电能质量控制和最大功率跟踪控
8、制并网安全控制三个方面的问题。随着科学技术不断完善发展分布式光伏发电，总发电量中光伏发电的占有率会越来越高，研究光伏发电技术上午人日越来越多，并且已经有取得了重大的突破，很多关键技术也得到了广泛的应用。1.3.1最大功率的跟踪算法由于电流的输出是一种非线性的模式，受到了相关的影响如：负载均衡，电流大小等因素，在现实生活中，我们设计了各种最大功率点跟踪控制技术（MPPT），以达到最大化系统的能量输出的目的。传统的（MPPT）算法包括爬坡法，扰动观测法，恒压法，模糊逻辑控制法，增量传导法和神经网络等。采用最为简单的控制算法就是采用恒压法来进行操作，我们在实验的过程以开路电压0.78倍为主进行操作，
9、但结果较差扰动观察是目前在研究方面使用最多的方法，在功率传输变化的过程中我们可以通过观察到的影响来进一步确定观察的方向位置在哪个部分，直到一直进行过程上的重复找到相应的观察点为止，由于该方法的控制策略有易于理解，易于实现和高跟踪精度的优点，因此被广泛使用。然而，难以确定干扰的步长，并且步长被不合理地设置，以严重影响跟踪精度。针对这种情况，大量的文献对这种方法进行了改进，提出了一种可变步进扰动观测方法，提出了PSO算法进入扰动观测方法，也提出通过加入电流扰动而不是电压扰动来加速跟踪速度等。电导增量法，通过对最大光伏输出来进行导数的求导进行计算最大功率点的方法。扰动观测方法的操作具有在最大功率点附
10、近波动的缺点，就目前的情况来说，由于受到一系列的环境影响，常常在使用的过程中会有很大的影响。然而，由于近似误差和不稳定的工作条件，导致它不能完全消除工作点波动。其他最大功率点跟踪控制方法有自己的优缺点，目前最大功率点跟踪控制技术已经研究比较成熟。1.3.2并网电能质量控制策略现状通过逆变的电压器对太阳能当中的直流电和交流电进行转换，从这样可以很容易达到了电网的目的，其中有很大多数的电网波和直流的分量在整个系统当中，这会产生很多的损耗影响。在电力系统中,谐波功率频率是一个整数多个组件,傅里叶指周期性非正弦分解能力,除了网络的基本组件相同的频率,也获得了一系列的基频分量大于电网，现在当今的社会发展
11、程度上，通过一些非线性负载的电子运用设备常会产生一大堆的不利因素，进而影响整个系统，造成电压水平的不稳定和电流过于大的情况，会影响一系列的设备运行，将会产生很大的威胁。早些时候，研究人员通过模拟带通或带阻滤波器测量和分析它们，但这些方法不能满足要求的测量精度。当今的一些列的科研成果表明，在一个大环境的发展趋势的推导下，一系列的新型的检测功能和解决方案的提出表现一个新的研究方向，这些方向也不断在进行改进和完善。这些发展方向的解决方案包括了当今的一系列的科学方法，其中包括快速傅里叶变换（FFT）方法，瞬时无功功率理论，人工神经网络等方法。目前，谐波的治理方法主要有以下几点：（1） 从治理设备端开始
12、，即治理对能够产生谐波电流的设备和器件，以确保设备和系统的正常运行。（2） 非线性电气设备和电源之间的电距离缩短。也就是说，为了降低系统阻抗，换句话说是提高电源电压的电平。（3） 治理谐波源端，即治理产生谐波的源头。（4） 通过注入与电流谐波方式相反的系统来控制来调节。1.3.3并网安全控制孤岛检测技术的现状网格的分布式光伏发电系统必须安全的进行确保,网络安全人员和用户的安全,并确保系统设备的安全运行。为了使得电网的合理运行,积极分布式光伏系统连接到电网,电网输电能力。目前来说电网的维护和保障，应该及时断开分布式光伏发电系统和电网连接，否则光伏电力系统将继续向电网供电，这将对电网负载生命和维护
13、人员的安全造成了严重威胁。 “孤岛效应”（Islanding）是以上电网由于故障或者其他原因处于失电状态，此时相对独立的光伏并网系统会继续运行，当地的连接与之形成独立的运行状态的情况。“孤岛”主要由分布式的能源和孤立的系统两大模块组成，产生的孤岛效应会对该系统的运营上面造成严重的破坏，并且会有大量的威胁，所以说需要有个快速检测威胁的系统生成才能够保障稳定。国内外电力部门已经开始高度重视这一关键的技术，并颁布了分布式发电设备必须有反岛方案的治理方案和政策，并制定相应的孤岛检测标准。目前，按照有关标准，一切适当的方法来从工作人员发现“孤岛”。在这些方法中，主要有两大类，即：基于所述逆变器和孤岛基于
14、检测方法的通信孤岛检测方法。的检测无源和有源岛的基于分区逆变方法的检测方法有两种类型的试验方法。基于检测孤岛通信技术包括两个阻挡旅行和电力线载波通信，它们到达目标经由无线通信孤岛检测，作为电路的复杂性，成本相对较低。目前，越来越多的检测岛的方法，但后者是基于岛上的变频控制技术。检测方法主动指小干扰信号的网络参数用于通过检测反馈信号确定所述电力系统的状态。被动的检测方法是在主电网频率，电压，相位和幅度的变化，通过检测开关信号，以确定网络状况。现代化的检测方法是积极的：基于防孤岛方案的干扰有功和无功功率的基础上，防孤岛摄节目的频率。如果干扰太小，就不能增加检测盲区。但如果干扰太大，系统的谐波含量将
15、增加。被动检测方法简单方便，但检测盲区更活跃，检测速度快，难以满足安全供电的需要。然而，在研究人员的仔细研究下，目前，并网逆变器的孤岛检测方法已经越来越成熟地在国内外进行了研究。1.4主要研究内容以三相四线制系统接非线性负载作为研究系统，利用Matlab 中的Simulink 组件对分布式光伏发电系统并网电能质量的提升进行设计与仿真，通过并联有源电源滤波器补偿系统谐波电流，用来提高整体的性能关于分布式光伏发电的最大功率跟踪控制技术2.1 光伏电池等效模型和输出特性光伏效应是太阳能光伏电池的原理，在相关实际的情况分析下可得到光伏电池的输出特性曲线图如图2-1所示。图2-1（输出特性）光伏电池我们
16、可以从图中了解到，ISC短路电流光伏开路电压UOC;光伏电池的最大输出功率为PM，与Im电压和电流的最大输出功率。图中显示了太阳能光伏电池的功率是不是线性的，负载的影响的输出大小。负载的变化主要受到了电压的大小所造成的影响，呈负相关的形式表示出，并且电流逐渐增大，功率输出增加，然后降低。我们知道，从光生伏打输出是不稳定的，以便最大限度地利用太阳能电池，以控制工作的最高工时。短路电流为Iph，其大小受到光伏电池所在的环境太阳光照影响。图2-2光伏电池的等效电路模型2.2最大功率跟踪算法（关于分布式光伏电池） 曲线P-U是光伏阵列的功率输出。如从表中可以看出，P-U曲线是当PV阵列运行电压U呃PM
17、光伏阵列功率P的最大输出功率的凸曲线峰曲线的最大功率点。光伏阵列的输出功率特性P-U曲线 光强度和温度对开路电压和的有很大的影响，常常会有实验性的误差的影响，这使得不确定性的系统的工作点，使得整体造成不稳定的发展，如在使用的过程中的短路电流光伏阵列的大小程度将更多的问题。此外，太阳能电池的输出取决于串联电阻和电阻的周围环境和其他因素，以确定其电阻太阳能生产电池技术的分布。在电阻上的极大损耗会有使得电池发生使用量的增大，导致整体的效率发生低效影响，从而影响的太阳能电池特性的输出，整体电路中的开路电压并不会因此受到一定的影响，其稳定性还是较好。因此，该点的PV最大功率跟踪控制的阵列，给定的条件的阵
18、列的最大输出功率。 MPPT实质上其由电压或其它物理量的控制，并且可以在不同的温度和光照中使用的优化过程。 目前在发展过程中的分布式太阳能电池已经有大量的研究来支持发展，更好。高生产率的效果评价，也得到广泛的理解，从而使传输效率有了很大的提高。目前，主要的MPPT技术，包括观察者摄动法，恒定电压控制的方法中，模糊控制方法，增量电导法，或类似的。目前，五个以上的方法进行详细说明。 （1）恒压控制法 这种方法的原理采用开路电压的0.78倍功率进行的，进行对原有的光伏进行输出调节设置会有以下的一系列变化。如图2-3所示。图2-3恒压控制法示意图该控制方法的原理相对来说简单易于实现，但在温度控制原理中
19、忽略会影响太阳能电池板的开路电压的大小，因此其跟踪精度较差。（2）短路电流法基于在最大功率点处的相同的亮度的短路电流的方法是约0.91，规格，和当前算法对短（ShortElcetricCurrent，SEC）。引入的算法的要求是测量短路的当前阵列闭孔阵列。因此，短路电流和恒定电压方法的原理的本质是相同的。但改变照明阵列时是一个PV（短路电流）正在迅速变化，开路电压Uo较为温和的变化。因此，考虑到开关频率切换和监视装置的效率，直流电压的方法的实际应用比短路的当前方法更好。相同的短路电流比因子缺乏，和开路电压的方法，比例系数，有这样的近似式，光伏阵列中不实际最大功率点工作。另外，测量载台是（短路电
20、流）Uo的测量为大于节距为甚至更多的问题，因此，我们通常添加开关变换器，用于测量光伏的周期性系统短路阵列，由此获得即（短路电流）。（3）扰动观察法 扰动观察法作为最常用的方法之一，多添加一个小的干扰然后进行下一步的会产生一个新的干扰因素，并且在方向上会改变电流的方向 ，会有一个最大目标输出，如图2-4所示。 这种方法控制简单，精度高，易于硬件实现。图2-4扰动观察法（4）电导增量法 电导增量法的原理是最大功率控制是通过功率 - 电压导数为零来实现的。太阳能电池的输出特性是以下：当A=A时，电池板工作在最大功率点左边，电池板的工作电压增大，输出功率增大；当AA时，电池板工作在最大功率点右边，电池
21、板的工作电压减小，输出功率减小；由此我们可以判断，通过A判断当前工作点位置并确定A关系的大小，以确定面板的工作电压改变方向以进行最大功率点跟踪。 增量电导法是通过计算每个函数的斜率问题从而进一步的确定和判断方法，用来进行最大功率点的确定。 它具有精确跟踪，高跟踪精度的优点，想要再精度上的采样提高的话，这需要更进一步的研究发展（5）开路电压法 开路电压（0penCircuitVoltage，0CV），类似于电压CVT电压中断监测电压变化长期监测，但该方法跟踪CVT直流。 由于光伏发电输出数组变化作为电池极板和变化，但在所述光伏阵列的功率输出的影响更大的温度变化而变化的辐射的强度，但不同的光照条件
22、下，对应于最大功率点Um（输出电压），几乎没有变化。同时，实验验证表明，只有在相同的照明和U0（开路电压）的比值的影响庵（输出电压）PV模块的参数依赖于环境温度的变化比较小，可以认为大致恒定0， 76（2误差）。基于0CV开路电压的算法测定，占最大功率点电压作为对应于基准电压的76，并保持在一定的时间。 比例接近最大功率点无晃动的开路电压系数。其结构简单，价格便宜，并且可以在模拟电路来实现。然而，该算法的执行是必要继续关闭开关元件以测量光伏阵列的开路电压，因此它不能继续供应光伏阵列。另外，光伏阵列的值不一定具有相同的恒定一致。因此，一个固定跟踪算法的错误，低能量转换效率控制策
23、略（分布式光伏发电并网电能质量）分布式光伏系统并网虽然具有能够给小用户提供电能而且能够实现余电上网的功能。但是在并网过程中，控制电能质量是重中之重。电能质量不符合并网要求将会对电力系统带来巨大的威胁与危害。本文将主要针对并网电能质量问题，并联有源电力滤波器实现光伏系统的提议分布和网络解决方案电力系统谐波的方法和实施系统仿真和分析组件/ Simulink的MATLAB补偿。3.1实现原理（有源电力滤波器并联）3.1.1结构（并联有源电力滤波器） 如图3-1可以得出整体系统所示并联型有源电力滤波器拓扑结构，在系统中使用它的主回路电流分流器有源电力滤波器的非线性谐波负载的系统包括逆变器，直流输入电压
24、，电感，电容等。在图3.1的信息所示我们可以看到，连接到网络负载并联有源电力滤波器平行于主电路。图3-1并联有源电力滤波器的结构图 在图3中所示并联电力滤波器活动拓扑 ，图3 - 1可以看出，整体的系统的结构是通过连接到网络并平行主电路的负载，称为平行有源滤波器。3.1.2工作原理（并联型有源电力滤波器）图3-2并联有源电力滤波器的系统构成框图 图3 - 2台并联供电的过滤的过滤器的有机根馈送的根系统框图有机架构建立两党波结构部件，学生谐波电流校正电路，电流指令计算电路的其余部分即部分。图片3 - 2头脑谐波电流补偿电路可以包括三部分，即用于驱动器电路的控制电路的第一主体部分，三部分的跟踪会话
25、命令电流控制电路的第二个。电流产生电路发生补偿方案按照各自指令信号，以补偿该当前补偿电流的谐波电流分量。提供给电流指令信号中的电流指令信号补偿命令电流环路的电流的高次谐波分量。我们可以通过使用信号路径补偿装置的说明，相互确保电源电流通过补偿信号电路和当前执行的补偿金的当前非线性负载的电流的谐波成分的诞生检查当前指令计算经过谐波电流的原理。3.1.3直流侧电源分析（有源电力滤波器） 蓄电装置的有源滤波器DC侧可以根据第一部分的有源滤波器和两种电容器的能量的有源滤波器型蓄电装置的电压的电流的第二部分，所述储能式串联电感元件的直流侧电压来分类 。本文采用分布式太阳能光伏板作为直流输入，实现分布式光伏
26、并网的谐波问题，实现了谐波补偿。3.2有关谐波电流的检测方法谐波的危害可以总结为以下几个方面：（1）电压，并在同一谐波失真的谐波信号的频率，电压和电流的高次冲击谐波电流，可以产生相同数目的谐波和无功功率，低电压的，这会导致额外的损失线，从而浪费网络带宽的电源系统。（2）无功补偿设备取决于谐波是比较大的，后电网谐波变电站将导致高压电容过流和过载的现象。在这种情况下，无功功率因数校正装置不会出现在正常的使用。在严重的情况下，在网格中的谐波将进一步增加。（3）系统，扼流圈，电容器，谐波谐振将受到影响。当谐波系统，引起谐波电压增加谐波电流增大，导致保护熔断器和故障的现象。该系统可能会导致设备故障的损坏
27、。它是对电力系统的安全运行造成严重威胁。（4）电源变压器铜损和铁损也增加谐波的影响将增加变压器的效率和生产率，变压器将增加的预期寿命降低变压器的噪音。上检测基于检测谐波和谐波电流检测方法的瞬时无功功率的检测方法的自适应基于小波的分析的原始方法的基础是检测基于神经网络理论电流检测的频率变换域谐波（FFT）算法谐波方法的方法。（1）自适应检测法该方法利用自适应信号处理中的噪声对消法，将基波分量视作噪声，从负载电流中消除，采用LMS算法（Least Mean Square最小均方差）得到补偿电流值。该方法计算量小，精确性高，检测误差小，有较好的自适应性，但其动态响应较慢。（2）谐波检测方法（基于神经
28、网络）该方法基于新的检测方法的神经控制理论。自我学习功能的方法，可以使一些复杂的补偿电流降低计算，适应性非常广泛。许多电气行业的员工希望通过使用自学习和神经网络控制的自组织来提高检测精度。 然而，鉴于目前实施的谐波检测方法，该方法不够完善，且样本非常依赖神经网络算法的精度。所以神经网络的结构和样本数量要进一步验证研究证实。（3）谐波检测方法（基于小波分析）有可能考虑到本地时间和频率可以从一个数据信号被转换时，由于膨胀和收缩，以及检测基于帐目的谐波信号小波多尺度分析的其他计算功能，有效地提取了详细的分析。特定光谱分布的小波分析可能是时间的各种信号来计算的信号的频率被划分为不同的频率块，然后将其转
29、换为找到基波电流谐波电流找到另一个频率。谐波检测方法有一些缺点：由所提出的高次谐波电流的瞬时无功功率，无功功率的理论，三相三线，由此结果并不作为补偿非常令人满意的不平衡的负载。在单相电路，三相率先打破链，然后创建一个基于理论的瞬时无功功率谐波相位检测程序。分离的方法是必要的，以计算出平均功率三相活动系统的活动，这使得有必要，至少，电源频率周期的延迟。（1） 提取模拟信号中的所有频谱信息，需要花费的时间量无限，计算区域频谱只能使用过去和未来的信号信息；（2） 没有反映出随时间变化的频率，当人们需要在任何希望的频率范围内产生频谱信息时，该方法不一定适用；（3） 需要一定的时间，计算量大，计算时间长
30、，导致检测时间较长，测试结果实时性差； （4）即使信号是在所述频谱的频率和信号的频率泄漏影响冲突的FFT采样的稳定状态下使用，效果将是栅栏，使得计算的信号参数是不准确的，尤其是在相位误差。会使得在实验的整体过程中造成大量的误差和影响。 还有是基于大量的问题谐波检测神经网络方法。在一些的实验过程当中，存在一些的人工神经网络不需要大量训练样本进行大量的实验训练，以及如何确定非标准样本数目需要建设没有标准方法。小波变换是一种新型的谐波检测方法。在的时间相对较短的理论和应用。它仍然是在谐波测量任务需要提高的技术实施的初始阶段。3.2.1瞬时无功功率理论介绍 瞬时无功功率理论最早由Akagi等人提出，其
31、基本思想为：通过对abc三相系统的电压和电流进行一定的转换将其转换为-坐标下的矢量，用矢量的方式对瞬时无功的相关变量进行推导和求值，此理论亦称为pq理论。abc坐标系与坐标系的转换关系如下：ef、eg、eh、ij、ik、il分别为三相电路各相电压和电流的瞬时值；e1、e2、i1、i2分别为-坐标下的、相的瞬时电压和瞬时电流。在图3-3所示的-坐标下，矢量e、e和i、i分别可以合成为旋转电压矢量e和电流矢量i。其中，e、i分别为矢量e、i 的模，们的幅角。图3-3-坐标下的电压、电流矢量三相电路的瞬时有功电流的投影。由图3-1可知：三相电路瞬时无功功率电流iq积。即为：、的相的瞬时有功电流的投影
32、。可以表示为：、相的瞬时无功功率，如下所示： 三相电路各相的瞬时无功电流iaq、ibq、icq（瞬时有功电流iaq、ibq、icq）是、相的瞬时无功电流ip、ip（瞬时有功电流、）通过两相到三相变换的结果：。如下：A、B、C三相的瞬时无功功率qa、qb、qc（瞬时有功功率qa、qb、qc）分别为该相瞬时电压和瞬时无功电流（瞬时有功电流）的乘积。如下：其中：有功功率的传统理论，在平均值或冲击波的定义的意义上的无功功率，这仅适用于正弦电压和电流的情况，以及瞬时无功功率瞬时值理论。适用范围不限 到正弦曲线，但也具有非正弦曲线。3.3控制策略（有源滤波器） 有源滤波器包括一个三角波比较方法，电流滞后的
33、比较和基于三个矢量最佳的控制方法。遍历，减去逆变电路的信号电流补偿IC实际功率产生的电流信号CAL偏差，计算偏差信号绝对值给予关闭时间比较三角波控制管理战略为载体，比例控制为载体，使用检测到的指令信号这种方法实现起来很简单，动态响应更好，开关频率固定，但如果逆变器总是工作在高频状态会产生过大的能量损失，不适合大功率设备。滞环比较方法具备了开关状态过程损耗少，动态相应非常快的优点。然而，开关期间的频率不稳定性会导致脉冲电流和开关噪声。为了防止频率转换的发生，可以通过控制最大开关频率和改变滞后带宽来实现恒定频率控最优矢量的无差控制具有对电流突变快速响应的特点，使用于快速暂态控制。本文采用电流的滞环
34、比较控制策略产生逆变器所需要的开关脉冲信号。3.3.1电流的滞环比较控制策略 单相电路通常使用磁滞比较器来实现瞬时值比较，使用滞后比较PWM电流跟踪控制单相半桥逆变电路如图3-5所示：图3-5瞬时值比较方式（滞环比较器） 如图3-5所示，ir为补偿电流的指令信号，if为逆变器实际输出的补偿电流，将上述两者的偏差信号,作为滞环比较器的输入，滞环比较器在指令信号的基础上设置了和，两个滞环。这样，当，时，导通而截止，负载两端的电压，将减小，当减小到时，导通而截止，负载两端电压又开始上升。这样，通过环宽为2的滞环比较器的控制，i就在和范围内呈锯齿状地跟踪指令电流ir。滞环比较器的示意图如图3-6所示。
35、图3-6滞环比较器的跟踪示意图3.4三相四线制系统并联有源电力滤波器的模型仿真3.4.1三相四线制系统并联有源电力滤波器电路结构具有并联有源电源滤波器的三相四相系统的电路结构如图3-7所示。 它主要包括三个部分，即谐波源，电压源和有源电源滤波器。图3-7并联有源电力滤波器的三相四线制系统电路结构图3.4.2通过MATLAB/SIMULINK实现仿真模型的搭建3.4.2.1三相四线制系统MATLAB仿真模型三相四相制系统连接非线性负载模型如图3-8所示：图3-8三相四限制系统接非线性负载模型3.4.2.2谐波电流的检测与补偿仿真模型 如前述所言，本文采用基于瞬时无功功率理论的法实现对系统的谐波电
36、流的实时检测并获得指令电流信号，仿真模型如图3-9所示：图3-9基于瞬时无功功率理论的ip-iq法指令电流运算电路其中，矩阵和矩阵的搭建模型分别如图3-10和图3-11所示。图3-10 C32矩阵模型搭建图3-10 C23矩阵模型搭建3.4.2.3电流滞环比较控制器的仿真模型的建立 经过算法所得到的电流指令信号经过滞环比较器产生PWM控制脉冲以驱动逆变器产生补偿电流的模型搭建如图3-12所示。输入端为指令电流信号和逆变器的实际补偿信号，输出端为产生的IGBT 门极脉冲控制信号。图3-12电流滞环比较控制器模型3.4.2.4三相逆变电路模型搭建 通过电流滞环比较控制器处理后产生的门极脉冲信号就可
37、以控制逆变电路产生相应的逆变补偿电流，逆变电路模型搭建如图3-13所示。图3-13三相逆变电路模型3.4.2.5三相四线制系统并联有源电力滤波器完整模型三相四线制系统并联有源电力滤波器的完整系统模型如图3-14所示。图3-14三相四线制系统并联有源电力滤波器的完整模型仿真参数设置为：三相电压为380V,电网频率为50HZ，直流侧分布式光伏电源等效电路电压为600V，等效电阻为60，出线电感为3.625mh。 3.4.3模型仿真结果和分析 三相四线制系统接非线性负载未进行补偿前的各相电流和FFT分析如图3-15所示。图3-15未补偿前ABC三相负载电流和FFT分析提取的各相谐波分量电流指令信号及
38、其FFT分析如图3-16所示。图3-16 ABC三相提取的谐波分量电流指令信号及其FFT分析 补偿后的各相电流波形和FFT分析如图3-17所示。图3-17补偿后ABC各相和中性线电流的波形与FFT分析 图3-15和图3-17可以清楚地看出，在系统未补偿前的谐波含量相对较高，波形失真严重，补偿系统中的谐波含量明显降低，达到分布式光伏发电系统 并提高电源质量要求。4 分布式光伏系统并网安全控制孤岛检测技术分布式光伏发电系统必须具有防止出现孤岛的技术。分布式光伏系统和网络，如果电网出现故障或需要维护的设备，停电，分布式光伏系统在岛上和冲击载荷。如果我们不能及时发现岛的发生，就会造成一系列问题，给系统
39、带来很大的危害。常见的孤岛检测技术具有被动岛检测技术和主动孤岛检测技术。4.1 被动式孤岛检测技术来实现对系统的终端电压之间的功率控制的原理被动孤岛检测。使用实时，频率和振幅，并且计算出的值超过预定阈值，以尽快谐波分量计算在端子上的电压值和电网的相位，发射器处于关闭状态。被动方法的最大优点是操作简单，方便，但比较大的探测盲区。被动式检测方法包括高/低，高于/防孤岛技术的速率以下;防孤岛技术和谐波艺术急性期防孤岛检测。（1）过/欠压、过/欠频反孤岛技术当为接近1的功率因数的分布式太阳能发电系统，该系统的正常操作，在相输出电流与电网电压，一个电压转换器的输出电压变得接近公共网络的零点。和电网断电，
40、振幅和有功和无功功率的频率没有当振幅超过预定的范围可以被确定匹配共电压连接点可能导致滑动的岛现象，逆变器关断继电器（2） 基于相位突变的反孤岛技术分布式太阳能发电系统和网络的正常运行，检查稳定的电力供给的电网电压的幅度和频率的因素，当逆变器的输出电压接近统一。作为相位接近于0。当电源故障在网络中发生的电压和电流接近相同的频率和相位，变频器IZ座局部冲击载荷的输出电压，频率会改变，而且会表现出一定的电压，相位差电流阈值设定相位检测突变可以实现岛效应。（3）基于谐波检测的反孤岛技术当分布式系统正常运行时，变频器的输出电压由电网电压控制，基本稳定，电压谐波含量小。当电网电源故障时，分布式光伏电源将以
41、一定的谐波电流注入本地负载，通过设置一定的总谐波失真（THD）阈值，电压的谐波含量将增加，当系统发生时 岛可以检测。可以看出，在未识别负载的情况下不能确定该方法的THD阈值，这对检测带来很大困难，并且使得该方法不被广泛使用。4.2 主动式孤岛检测技术 通过以上的一些优缺点进行实验相比较，有源盲试验最大优点是比检测盲目被动方法小得多。而且被大量的使用这种方法，目前这种方法的原理是，该活性在逆变器输出电流小的干扰找到。当分布式光伏系统工作正常，网络上的变频器输出电压和电压也不会发生很大变化。后在电网，由于缺乏对电网电压的行为发生电源故障，干扰施加到负载和前累积阈值检测出的扰动。动态分区方法包括基于
42、基于抗胰岛相位角检测违规和阻抗测量防孤岛检测防孤岛检测频率扰动检测抗胰岛饮食失调。现在对基于这两种的研究方法进行如下的描述和介绍（1）基于功率扰动的反孤岛检测技术干扰功率根据各种实施方案中，方法包括选择所述干扰噪声和无功功率。主动干预是逆变器输出电流的方式被施加到周期性干扰，而不干扰信号给无功功率变换器的输出的无功功率的干预。在第一种情况下，当在正常操作期间光伏系统是分布式的，逆变器的输出电压将取决于电网，小的干扰不会影响电压。然而，在电源故障之后，周期性干扰电流将活性由于施加电压到负载的违反。因此，通过设置的输出电压的某个阈值，就可以实现检测胰岛。在正常操作期间后者系统中，无功功率的输出的转
43、换器的输出电压几乎为零。然而，当电源系统，该系统不在张力的一般点匹配变化的功率，幅度和频率，然后，反应性营养不良可以破坏无功功率，电压幅值和频率的平衡的来源，以进一步实现检测孤岛检测阈值的改变的实现。（2）基于频率扰动的反孤岛技术更常见的方法之一是基于频率的干扰检测，其通过经由逆变器向电网施加小的失真电流以改变电压的频率来实现。 当系统正常运行时，电网电压的频率不会受到这种小的失真电流的影响。当电网断开时，由于系统锁相环的阈值功能，公共点电压的频率将继续在相同方向上变化，以实现检测孤岛。5 典型接线 目前，我国的三大运行模式，包括购买和出售，自发使用，剩余电量在线，结合分布式光伏发电装机容量来
44、确定光伏发电对发电区域的电力交换，确定其分布 光伏电源接入系统的电压电平和互连点。根据相关规定，8KW及以下的可以接入220V，8-400KW的可接入380V，400KW-6MW的可接入10KV。并网点的选择为220V选择用户配电箱或线路作为并网点，380V选择用户配电室或箱变低压母线作为并网点，10KV的选择用户开关站、配电室或箱变10KV母线。 分布式光伏发电电源接入配电网的主要接线方式包括：10KV光伏电源专线接入和T接接入配电网，如图5-1所示；380V光伏电源经过专线接入和T接接入电网如图5-2所示；220/380V光伏电源经用户内部接入配电网如图5-3所示。图5-1 10KV光伏电
45、源接入配电网典型接线图5-2 380V光伏电源接入配电网典型图5-3 220/380V经用户内部接入配电网典型接线结论电力工业是国民经济的基础产业，近几年我国能源利用不断开始出现“饥荒”的现象，在各大行业的统计中，传统的能源如：煤、碳不可再生资源已经出现匮乏的问题，能源问题和资源利用率问题已经成为了全球瞩目和关注的焦点。同时，对如何提高生产效率，提高管理水平，降低成本，保证安全生产，加大信息技术投资等国家政策的指导下，采取有效的措施进行管理和领导能力。燃料和能源产业在中国，这意味着他们与普通人的关系会更直接。对非可再生能源和我们在途中对能源技术和应用的发展国家的回收保全的基础上，在利用太阳能资
46、源的污染开启了新的篇章。其中，光伏电站和科学技术，以及分布式发电光伏发电并网技术的光伏应用建设成为科研的中心。从长远来看，新一代的电能是一种有效的弥补了传统能源，而且目前的能源环境最可行的替代能源。美国和欧洲战略的力量，新一代的能源设施受到不同寻常的重点在欧洲一些国家的电力系统，新能源发电的比例正在逐年增加。在中国太阳能光伏市场巨大，潜力巨大，拥有数百万千瓦的潜在市场。本文中主要存在三个关键的研究技术在整体的系统和网络当中：电源使用量的最大优化技术和管理方式，电力和安全监控技术的质量控制技术，就目前的发展趋势来看，和各个国家的使用范围来看的话，其中最大电源使用量的管理方式得到了广泛的运用和发展
47、，并且之前也在本文中做出了相关的详细介绍和描述。主要用于分布式的光伏发电系统和电力技术的研究质量监测网络，实现分布式光伏发电系统电能质量谐波补偿方法。此第一种方法包括在用于功率和信号电流接收到的命令，通过比较当前的实际支付电流指令信号被接收的定时迟滞反相器电路的信号，以瞬时无功功率的理论，在幅度和相反的补偿电流相等的补偿主电路转换器来实现高次谐波电流的高次谐波电流及改善功率系统的质量的条件下提取谐波电流管理。并且在本文的最后一个模块中，研究方法利用开发利用MATLAB / Simulink仿真来实现这个系统，获得仿真结果证明了该方法的可行性。此外，简要介绍了分布式发电系统，以及网络连接方案。最
48、后，通过简要分析分布式电能的典型接线设计,引出了当前值得深思的问题,分布式光伏发电的并网是否得到足够快的推广,不仅与当前典型接线设计有关,更应与设计的思路变更，充分利用现有电网资源，典型接线设计的市场推广应用有关。在当前,面对经济的发展,专用线路、专用变电站的资源越来越稀缺,变电站的间隔及线路走廊问题日益突出,因此在当前设计中可考虑将专网线路及专用变电站纳入到主网中,将有限的电网资源利用扩大化。参考文献1韩智海分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析D：硕士学位论文济南：山东大学，2013 2曾议分布式并网发电系统孤岛检测研究D：硕士学位论文长沙：湖南大学，2009 3李征光伏并网发电系统及其控制策略的研究